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原文传递汽车排气系统用铁素体不锈钢力学性能和耐腐蚀性能研究

论文题名：	汽车排气系统用铁素体不锈钢力学性能和耐腐蚀性能研究
关键词：	汽车排气系统;铁素体不锈钢;力学性能;耐腐蚀性能
摘要：	随着镍资源在世界范围内供应紧张，不含镍的铁素体不锈钢显现出成本低廉的优势;同时凭借其低的线膨胀系数、优良的高温强度而代替碳钢被广泛应用于排气系统。铁素体不锈钢在生产和使用过程中需要考虑其强度、热疲劳和耐腐蚀性能。本论文在总结国内外研究现状的基础上，利用实验室条件下冶炼的Fe-Cr-Mo-Nb铁素体不锈钢，研究其强度、抗热疲劳性能、耐点腐蚀和耐晶间腐蚀性能。通过对铁素体不锈钢性能进行系统的研究，有利于推动这类资源节约型材料的品种开发及应用。　　实验钢在1100℃高温再结晶退火后，随着退火时间的延长，抗拉强度逐渐降低，屈服强度逐渐降低，伸长率随退火时间的延长变化不明显。铁素体不锈钢的断口呈韧性断裂。　　铁素体不锈钢的热疲劳裂纹从V形缺口处萌生，夹杂物为裂纹萌生优先区域;热疲劳裂纹长度和扩展速度随热疲劳上限温度的升高而增大;热疲劳裂纹优先沿晶界扩展，高温氧化是疲劳裂纹扩展的主要因素。　　利用阳极极化曲线和电化学阻抗方法测定实验钢的耐点腐蚀性能。经不同变形量冷轧后，其耐腐蚀性能随冷变形量的增加，呈先降低后升高趋势;冷变形量为60％的实验钢随1100℃高温退火时间的延长，晶粒尺寸逐渐变大，其耐点腐蚀性能随高温退火时间的延长，逐渐减低;Cl-浓度对冷变形量为60％、高温退火5 min后的Fe-Cr-Nb-Mo铁素体不锈钢耐点腐蚀性能有显著影响，随着Cl-浓度的增加，耐点腐蚀性能显著降低。溶液pH值在1～7范围对该实验钢的耐点腐蚀性能有显著影响，随着溶液pH值降低，其耐点腐蚀性能显著降低。　　通过电容测量以及Mott-Schottky分析可以得出，冷变形量为60％、高温退火5 min后的Fe-Cr-Nb-Mo铁素体不锈钢在不同Cl-浓度中形成的钝化膜，呈n型半导体特性;随着溶液Cl-浓度升高，施主密度ND、平带电位EFB值增大，空间电荷层厚度W减小，该铁素体不锈钢钝化膜稳定性下降，耐腐蚀性能降低。铁索体不锈钢的点蚀敏感性与钝化膜的半导体特性密切相关。　　用动电位再活化法测定铁素体不锈钢耐晶间腐蚀性能。随着敏化温度的升高，Ir/Ia和Qr/Qa均呈现先增大后减小的趋势，在敏化温度为700℃时达到峰值，晶间腐蚀敏感性最强。从400～700℃敏化后，晶界的析出物的尺寸和数量逐渐增加，析出物为不规则的Nb(C，N)，伴随着Cr的偏聚，造成晶界贫Cr，晶间腐蚀敏感性逐渐增强。从700～900℃敏化后，晶界的析出物均匀弥散分布在晶界上，弥补晶界贫铬的程度。从EPR曲线上可以得出:Ir/Ia和Qr/Qa高于0.03可以看作是评价铁素体不锈钢晶间腐蚀的指标。　　随着敏化时间的延长，Ir/Ia和Qr/Qa均逐渐增大，晶间腐蚀敏感性逐渐增强，这是由于随着敏化时间的延长，铁素体不锈钢晶界上的析出物的尺寸和数量逐渐增加，析出不规则的Nb(C，N)，造成了Cr的偏聚，晶界贫Cr程度逐渐增强，晶间腐蚀敏感性随敏化时间的延长而增强。铁素体不锈钢的晶间腐蚀可以看作是亚稳沉淀相和晶界贫Cr协同作用的结果。
作者：	李振
专业：	钢铁冶金
导师：	姜周华;李花兵
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文